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超聲波碳?xì)淝逑粗饕獑栴}與設(shè)備設(shè)計
下面是小編搜集整理的一篇對碳?xì)淝逑丛砑皩?shí)現(xiàn)的分析和探討的論文范文，希望對你的論文寫作有幫助。
1 概述
在工業(yè)清洗中大量應(yīng)用的清洗方式包括水基清洗和容積清洗。傳統(tǒng)的水基清洗設(shè)備需配備純水設(shè)備、蒸汽設(shè)備、污水處理設(shè)備及沉淀池、廢氣處理設(shè)備，配備高容量電源等; 傳統(tǒng)的溶劑清洗多為鹵素類溶劑清洗，均存在污染。按照《中國清洗行業(yè) ODS整體淘汰計劃》，鹵素類溶劑將逐漸被淘汰，取而代之的將是無毒的碳?xì)漕惽逑慈軇?/p>
碳?xì)淝逑聪啾人逑淳哂邢喈?dāng)大的優(yōu)勢，碳?xì)淝逑丛O(shè)備無需純水、排污等昂貴的配套設(shè)備，無需高容量電源等，對廠房沒有太高的需求。隨著加工制造的精度及質(zhì)量提高，特別是環(huán)保要求的提高，迫使生產(chǎn)廠家采用更高精度要求更環(huán)保的清洗設(shè)備，環(huán)保清洗時代已經(jīng)到來。
2 碳?xì)淝逑吹膬?yōu)缺點(diǎn)
碳?xì)淝逑词抢孟嗨葡嗳菰韺⒘慵砻娴挠椭芙鈦磉_(dá)到清洗目的。
主要優(yōu)點(diǎn)：
1) 清洗性能好。碳?xì)淙軇┡c大多數(shù)防銹油、機(jī)加油同為非極性石油餾分，對這些礦物油的清洗效果遠(yuǎn)好于水劑清洗劑。
2) 干燥后沒有殘跡。溶劑干燥時可完全揮發(fā)，無任何殘留，水劑清洗若漂洗不干凈則存在殘留物。
3) 節(jié)能。碳?xì)淙軇┛赏ㄟ^蒸餾回收重復(fù)利用，消耗極低; 設(shè)備基本無排污，無需排污處理。
4) 材料相容性好。溶劑中不含水分、氯、硫等腐蝕物，對各種金屬非金屬材料不產(chǎn)生腐蝕，是清洗軸承、液晶屏、精密器件的理想清洗劑。
5) 無毒。經(jīng)毒理試驗，其吸入毒性、經(jīng)口毒性及皮膚接觸均為低毒，且不屬于致癌物質(zhì)，與化學(xué)清洗劑及鹵代烴等相比更安全。
6) 環(huán)保。碳?xì)淙軇┛勺匀唤到�，可回收利用也可焚燒，焚燒物主要為二氧化碳和水，對空氣沒有污染，對臭氧破壞系數(shù)為零。
7) 沸點(diǎn)( 150 ~ 190) ℃ ,存儲簡單。
主要缺點(diǎn)：
1) 閃點(diǎn)低[( 50 ~ 75) ℃ ],屬于易燃易爆物品;2) 沸點(diǎn)高，液體加熱非常耗能，且不容易干燥，因此需要采用真空清洗、真空干燥。
3 碳?xì)淝逑粗饕獑栴}分析
3. 1 真空清洗及真空干燥
浸漬清洗時，清洗劑中殘存的氣體較多，影響了超聲波空化效應(yīng)，因此一般進(jìn)行超聲波清洗時盡可能配置真空脫氣裝置。在真空狀態(tài)下可以將待清洗產(chǎn)品的狹小縫隙內(nèi)氣體及含在清洗劑中的氣體抽出，使清洗劑可以充分進(jìn)行清洗。
碳?xì)淙軇┓悬c(diǎn)高，常溫常壓下很難干燥，多是采用比真空清洗更高的真空度，使溶劑沸點(diǎn)迅速降低，附著在零件上的碳?xì)淙軇┰谡婵諚l件下迅速形成碳?xì)湔羝麚]發(fā)，被真空泵抽走后在冷卻箱內(nèi)再形成液體進(jìn)行循環(huán)使用。
3. 2 溶劑回收
碳?xì)淙軇┙?jīng)過一段時間的使用后，清洗力下降，此時可以對清洗液進(jìn)行蒸餾回收重復(fù)利用，回收能力稱為溶劑回收率。例如清洗槽液體的總量為360 L,工作時間為每天 8 h,若此時蒸餾機(jī)的回收率為 95%,則 30 L/h 的蒸餾機(jī)每天排出的廢液量為12 L,若每月工作 25 日，則需補(bǔ)充 300 L 的清洗液;而回收率為 98%時為，同樣的工作條件下只需補(bǔ)充120 L,因此提高溶劑回收率可大幅度降低溶劑使用費(fèi)用。
3. 3 安全性
碳?xì)淙軇┯虚W點(diǎn)，設(shè)備安全需要考慮如何避免燃燒以及燃燒后如何應(yīng)對。主要從降低可燃蒸汽蒸汽濃度、隔絕點(diǎn)火源、降低氧氣濃度三各方面進(jìn)行考慮。降低可燃蒸汽濃度需要在適當(dāng)位置配置氣體濃度監(jiān)測裝置，濃度接近爆炸下限時停機(jī)報警并啟動強(qiáng)排。隔離點(diǎn)火源需要在選用器件時盡量選用氣動元件，使用電動元件時必須選用防爆器件; 為防止靜電蓄積，設(shè)備各部件良好接地。降低氧氣濃度需要在設(shè)備中采用真空清洗及真空干燥方式，最大限度降低氧氣濃度。
4 碳?xì)淝逑垂に嚰霸O(shè)備組成
4. 1 碳?xì)淝逑垂に?/p>
碳?xì)淝逑催^程一般為： 真空清洗 1-真空清洗 2-蒸汽漂洗( 或浸漬漂洗) -真空干燥，每個工序的工藝時間依據(jù)零件的污跡類型、污染程度而定。
一般工藝見表 1.
4. 2 設(shè)備組成與工作流程
設(shè)備組成原理見圖 1.常規(guī)的工作流程( 初始時所有氣動閥均為關(guān)閉狀態(tài)) 如下。
1) 工件裝入工件籃，從密封門放入到旋轉(zhuǎn)滾筒上，關(guān)閉密封門。
2) 打開氣動閥 5、10,啟動真空泵 5,直到壓力到( 5 ~8) kPa,停止真空泵，關(guān)閉閥 5、10.
3) 儲液槽加熱到工藝溫度。
4) 打開氣動閥 2、3、9,啟動噴淋泵 11 到一定液位，啟動循環(huán)泵 12,開啟旋轉(zhuǎn)電機(jī)，開始第一道噴淋工序。
5) 噴淋時間到，停止循環(huán)泵 12,噴淋泵加液到一定液位，停止噴淋泵11,啟動加熱膜加熱到工藝溫度，啟動超聲波，開始第二道工序超聲波清洗。
6) 工藝時間到，停止超聲波，啟動循環(huán)泵 12 到低液位，開啟噴淋泵 11 注液到高位，加熱膜加熱到一定溫度，開啟超聲波。開始第三道工序超聲波漂洗。
7) 工藝時間到，停止超聲波，停止電機(jī)，關(guān)閉閥 9,開啟閥 10,啟動循環(huán)泵 12,直到筒體內(nèi)沒有槽液，關(guān)閉閥 2、3.
8) 打開氣動閥 5,啟動真空泵 15,保持壓力到( 0. 1 ~0. 2) kPa,保持溫度( 40 ~ 60) ℃，進(jìn)行第四道工序真空干燥。
9) 干燥時間到，停止真空泵，關(guān)閉閥 5,開啟真空放氣閥 16.
10) 待壓力平衡，開啟密封門，取出工件籃。
溶劑使用一段時間后，由于所溶解的雜質(zhì)增多，清洗力下降，此時需要將儲液槽內(nèi)的溶劑進(jìn)行蒸餾提純，一般的流程為：
1) 蒸餾釜加熱到一定溫度。
2) 打開氣動閥 4、6、7,啟動真空泵 15,儲液槽內(nèi)部分溶劑進(jìn)入蒸餾釜，開始蒸餾。
3) 碳?xì)湔羝M(jìn)入多級冷凝塔 14,空氣被釋放掉，產(chǎn)生的冷凝液體進(jìn)入到液水分離裝置，水被排放掉，溶劑在負(fù)壓作用下回流到儲液槽。
5 碳?xì)淝逑丛O(shè)備設(shè)計難點(diǎn)
5. 1 真空動密封
在進(jìn)行噴淋清洗或超聲波浸漬清洗時，工件籃在電機(jī)帶動下旋轉(zhuǎn)，此時腔體內(nèi)真空度為 ( 5 ~8) kPa,為防止外部空氣進(jìn)入真空腔，需要在電機(jī)軸與腔體連接處進(jìn)行動密封，一般是采用機(jī)械密封裝置，并在機(jī)械密封與旋轉(zhuǎn)軸之間、機(jī)械密封本體內(nèi)均注入潤滑油達(dá)到動密封效果。
與常規(guī)動密封不一樣，碳?xì)湓O(shè)備動密封面臨一個難題： 隔離對象是空氣及碳?xì)淙軇�。碳�(xì)淙軇┍旧硎强梢匀芙鉂櫥偷模姨細(xì)淙軇┍砻鎻埩π�，滲透力強(qiáng)，特別在超聲波作用下，對油脂的溶解效果更加明顯，長時間的運(yùn)轉(zhuǎn)，是否會將潤滑油脂溶解掉而造成泄漏及旋轉(zhuǎn)干磨。因此，如何做好碳?xì)淙軇┑恼婵談用芊馐翘細(xì)湓O(shè)備研發(fā)的一個難點(diǎn)。
5. 2 溶劑回收
在進(jìn)行溶劑真空蒸餾回收時，蒸餾釜加熱產(chǎn)生的蒸汽中包括空氣、溶劑蒸汽、水蒸氣，溶劑中含水會造成清洗零件的氧化，因此需要最大限度的降低水含量。碳?xì)淙軇┡c水的分離一般有兩種方式( 假定在真空壓力 p、溫度 t1處進(jìn)行蒸餾) .
1) 保持壓力，降低冷凝區(qū)溫度至 t2,碳?xì)湔羝乳_始液化，保持 t2一段時間，直到碳?xì)湔羝耆夯Ｓ鄽怏w為水氣及空氣。
2) 保持溫度不變，降低真空度，增加冷凝區(qū)壓力，水蒸氣先開始液化，保持該真空度一定時間直到水氣完全液化，剩余氣體為碳?xì)湔羝翱諝狻?/p>
5. 3 安全性設(shè)計
1) 防止泄漏。為防止泄漏( 或在泄漏時盡量減少泄漏量) ,需要從多方進(jìn)行考慮。一是在各腔體、各管系的適當(dāng)位置均設(shè)置壓力檢測，所有的檢測值均引入 PLC,并與 PLC 內(nèi)事先存儲的設(shè)定值進(jìn)行比較，若與設(shè)定值差異很大，則關(guān)斷工作電源并報警;二是管系上各主要器件之間均設(shè)置氣控閥，當(dāng)其中一段發(fā)生泄漏時，可將該段兩端的氣控閥關(guān)閉，將泄漏量降到最低，三是氣控閥及控制氣閥的電磁閥均采常閉閥，確保斷電即斷氣，確保管系能分段隔離。
2) 蒸汽濃度監(jiān)測。在設(shè)備內(nèi)部高位、中位、低位設(shè)置多處碳?xì)湔羝麧舛葯z測，并設(shè)置合理的爆炸安全下限，達(dá)到下限時，設(shè)備斷開工作電源，并啟動報警。
3) 杜絕明火。一是在設(shè)備內(nèi)部的電機(jī)，如旋轉(zhuǎn)1制閥均為氣動閥，控制氣動閥的電磁閥均安裝在單獨(dú)的電控箱內(nèi); 電控箱與設(shè)備完全隔離，對電控箱與設(shè)備之間的穿線孔全部進(jìn)行密封; 電機(jī)、腔體、管系及機(jī)架等均良好接地，避免靜電產(chǎn)生。
4) 自動滅火。在設(shè)備內(nèi)部高位、中位、低位設(shè)置多處煙氣檢測點(diǎn)，并設(shè)置自動二氧化碳滅火器。在檢測到燃燒時，切斷工作電源，啟動二氧化碳滅火并報警。當(dāng)滅火完全后，啟動強(qiáng)排裝置，將碳?xì)湔羝岸趸寂懦鲈O(shè)備。
6 結(jié)論
通過對碳?xì)淝逑丛砑皩?shí)現(xiàn)的分析和探討，從客觀上了解了超聲波碳?xì)淝逑丛砑霸O(shè)備實(shí)現(xiàn)方式，可以肯定，因碳?xì)淝逑词褂玫牡统杀�、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，超聲波碳?xì)淝逑磳⒃诠I(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮巨大作用。
參 考 文 獻(xiàn)
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